抗ＥＧＦＲ抗体薬の大腸癌治療効果予測を可能にするリン酸化バイオマーカーの開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24790184
• 研究機関: 独立行政法人医薬基盤研究所
• 研究代表者: 久家 貴寿 独立行政法人医薬基盤研究所, 創薬基盤研究部, 研究員 (20551857)
• キーワード: 大腸がん / セツキシマブ / EGFR / キナーゼ / プロテオーム / バイオマーカー / 接着阻止

研究概要

抗EGFR抗体薬の効果予測はKRASの遺伝子変異検査で行われているが、適応となっても20～30%程度の奏功率である。これは、KRAS遺伝子変異以外のメカニズムでも抗EGFR抗体薬の耐性化が生じることによる。KRAS遺伝子変異を含め、多くの場合、抗EGFR抗体薬の耐性化メカニズムは、最終的に、EGFRシグナル関連キナーゼの恒常的活性化を誘導することにある。そこで、本研究では、キナーゼ活性の包括的解析で、抗EGFR抗体薬の効果を予測できるのかどうかを検討した。大腸癌細胞株を抗EGFR抗体薬（セツキシマブ）感受性株、耐性株に分類し、それらを、40種類以上の活性型キナーゼ抗体を用いたウエスタンブロット法で解析した。その結果、耐性株ではMek1/2の活性が著しく高く、感受性株ではPDPK1の活性化とSrcの不活性化が観察された。Mek1/2の活性化は特に、BRAF E600Ｖ遺伝子変異を持つ耐性株で顕著であった。これらの結果は、キナーゼ活性を包括的に測定することが、抗EGFR抗体薬の効果予測に有効である可能性を示した。現在、キナーゼ活性をLC-MS/MSで包括的に測定する技術の開発を進めている。
さらに、本研究では、抗EGFR抗体薬の作用メカニズムの一端を明らかにした。正常の細胞は細胞間接着が刺激となり、細胞増殖が停止する。一方、がん細胞ではその細胞増殖抑制機構が破綻している。抗EGFR抗体薬の処理によって、がん細胞の接着阻止機能が、破綻状態から回復することを見出した。上記メカニズムを分子レベルで明らかにするためのプロテオーム解析を行い、いくつかの関連因子候補を見出した。接着阻止関連因子が抗EGFR抗体薬の効果予測バイオマーカーになる可能性があると考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Discovery of colorectal cancer biomarker candidates by membrane proteomic analysis and subsequent verification using selected reaction monitoring and tissue microarray analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kume H., Muraoka S., Kuga T., Adachi J., Narumi R., Watanabe S., Kuwano M., Kodera Y., Matsushita K., Fukuoka J., Masuda T., Ishihama Y., Matsubara H., Nomura F., and Tomonaga T
  • 雑誌名: Mol Cell Proteomics 巻: (in press)
  • DOI: 10.1074/mcp.M113.037093
• [雑誌論文] Lamin B2 prevents chromosome instability by ensuring proper mitotic chromosome segregation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuga T., Nie H., Kazami T., Satoh M., Matsushita K., Nomura F., Maeshima K., Nakayama Y., and Tomonaga T.
  • 雑誌名: Oncogenesis 巻: 3 ページ: e94
  • DOI: 10.1038/oncsis.2014.6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genistein induces cytokinesis failure through RhoA delocalization and anaphase chromosome bridging (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y., Saito Y., Soeda S., Iwamoto E., Ogawa S., Yamagishi N., Kuga T., and Yamaguchi N.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Biochemistry 巻: 115 ページ: 763-771
  • DOI: 10.1002/jcb.24720
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel mechanism of keratin cytoskeleton organization through casein kinase I alpha and FAM83H in colorectal cancer (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuga T., Kume H., Kawasaki N., Sato M., Adachi J., Shiromizu T., Hoshino I., Nishimori T., Matsubara H., and Tomonaga T.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 126 ページ: 4721-4731
  • DOI: 10.1242/jcs.129684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of long and winding nuclear F-actin bundles by nuclear c-Abl tyrosine kinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Aoyama K., Yuki R., Horiike Y., Kubota S., Yamaguchi N., Morii M., Ishibashi K., Nakayama Y., Kuga T., Hashimoto Y., Tomonaga T., and Yamaguchi N.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 巻: 319 ページ: 3251-3268
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2013.09.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of KRAB-associated Protein 1 (KAP1) at Tyr-449, Tyr-458, and Tyr-517 by Nuclear Tyrosine Kinases Inhibits the Association of KAP1 and Heterochromatin Protein 1alpha (HP1alpha) with Heterochromatin (2013)
  • 著者名/発表者名: Kubota S., Fukumoto Y., Aoyama K., Ishibashi K., Yuki R., Morinaga T., Honda T., Yamaguchi, N, Hashimoto Y., Kuga T., Tomonaga T., and Yamaguchi N.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288 ページ: 17871-17883
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.437756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum fibrinogen alpha C-chain 5.9 kDa fragment as a biomarker for early detection of hepatic fibrosis related to hepatitis C virus (2013)
  • 著者名/発表者名: Sogawa K., Noda K., Umemura H., Seimiya M., Kuga T., Tomonaga T., Nishimura M., Kanai F., Imazeki F., Takizawa H., Yoneda M., Nakajima A., Tsutsumi M., Yokosuka O., Nomura F.
  • 雑誌名: Proteomics-Clinical Applications 巻: 7 ページ: 424-431
  • DOI: 10.1002/prca.201200094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Missing Proteins in the neXtProt Database and Unregistered Phosphopeptides in the PhosphoSitePlus Database As Part of the Chromosome-Centric Human Proteome Project (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiromizu T., Adachi J., Watanabe S., Murakami T., Kuga T., Muraoka S., and Tomonaga T.
  • 雑誌名: Journal of Proteome Research 巻: 12 ページ: 2414-2421
  • DOI: 10.1021/pr300825v
  • 査読あり
• [学会発表] FAM83H遺伝子変異に起因するエナメル質形成不全症の発症メカニズム研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久家貴寿,朝長毅,齊藤洋平,三上俊成,武田泰典,中山祐治
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 大腸癌細胞におけるFAM83H と casein kinase Iαを介したケラチン骨格制御機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久家貴寿，久米秀明，川崎直子，足立 淳，星野 敢，松原久裕，齊藤洋平，中山祐治，朝長毅
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] annexin A2の核内蓄積はcoilin を介したセントロメア損傷によって染色体不安定性に関与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 風見隆浩，朝長 毅，川崎直子，佐藤 守，久家貴寿，松下一之，野村文夫
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] A Novel Mechanism of Keratin Cytoskeleton Organization Through Casein Kinase I Alpha and FAM83H in Colorectal Cancer: Interactome Analysis of FAM83H (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuga T, Kume H, Kawasaki N, Sato M, Adachi J, Shiromizu T, Hoshino I, Matsubara H, Tomonaga T
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th Annual World Congress
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130914-20130918
• [学会発表] Quantitative Phosphoproteome Analysis of Cultured Stomach Cancer Cell Lines Aimed at Development of Biomarkers for Prediction of Drug Efficacy (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi K, Muraoka S, Adachi J, Sato M, Kuga T, Watanabe R, Shiromizu T, Hashimoto Y, Nagano M, Kishida M, Tomonaga T
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th Annual World Congress
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130914-20130918
• [学会発表] A Kinase Activity-Estimating Method Using LC-MS/MS (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagano M, Kuga T, Adachi J, Tomonaga T
  • 学会等名: Human Proteome Organization (HUPO) 12th Annual World Congress
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130914-20130918
• [産業財産権] 大腸癌治療剤 (2013)
  • 発明者名: 朝長 毅、久家貴寿、久米秀明
  • 権利者名: 独立行政法人医薬基盤研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/003669
  • 出願年月日: 2013-06-11